KR101467497B1 - 교량용 비점오염물질 처리장치 - Google Patents

Abstract

우수에 포함되어 있는 협잡물이 침전될 별도의 공간을 마련하고, 침전된 협잡물이 재부상하는 것을 방지하며, 유입되는 우수의 양이 일정 이상 증가할 시 증가할 시 최소의 정화과정을 통해 우수를 신속하게 배출할 수 있는, 교량용 비점오염물질 처리장치에 관한 것이다.
본 발명의 교량용 비점오염물질 처리장치는, 교량 일측에 탈착되는 본체와, 상기 본체 내부로 우수가 유입될 수 있도록 상기 본체 상면에 형성되는 유입부와, 상기 본체의 하면에 형성되어 상기 본체 내부의 우수를 외부로 배출하는 토출부와, 상면은 개방되고 측면은 밀폐되어 상기 본체의 내측 하면에 상기 토출부와 연통되어 구비되며, 침전공간이 형성될 수 있도록 상기 본체의 내측면과 이격되어 위치하는 구획부와, 상면은 밀폐되고 측면 및 하면은 타공망으로 이루어져 상기 구획부 상면에 구비되는 다단필터부와, 하면은 밀폐되고 적어도 측면은 타공망으로 이루어져 상기 다단필터부 상면에 구비되는 월류부와, 상기 다단필터부 또는 상기 월류부 외측에서 상기 본체 방향으로 하향경사지게 구비되는 제1경사부와, 상기 본체 내측면에서 상기 다단필터부 방향으로 하향경사지게 구비되는 제2경사부를 포함하는 재부상방지부 및 적어도 상기 월류부 및 다단필터부를 관통하며 구비되되, 상기 월류부와 접하는 측면은 우수의 배출을 안내할 수 있도록 타공망으로 이루어지고, 상기 다단필터와 접하는 측면은 우수의 유입을 차단할 수 있도록 밀폐되는 배출관을 포함하며, 상기 제1경사부 및 제2경사부는 서로 다른 높이에서 일부분이 교차하도록 구비되는 것을 특징으로 한다.

Description

교량용 비점오염물질 처리장치{REMOVING APPARATUS OF NON-POINT SOURCE CONTAMINANTS FOR BRIDGE}

본 발명은 교량용 비점오염물질 처리장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 우수와 협잡물을 분리시켜 정화하고, 침전된 협잡물이 재부상하는 것을 방지하며, 상황에 따라서는 최소의 정화과정을 통해 우수를 신속하게 배출하는, 교량용 비점오염물질 처리장치에 관한 것이다.

이하에서 설명하는 초기 우수는 폭우가 아닌 강우량이 5mm 이하인 경우를 뜻하며, 강우량에 대한 기준은 이해를 돕기 위한 것으로, 상황에 따라 달라질 수 있다.

일반적으로 오염물질은, 생활하수, 산업폐수 및 축산폐수 등과 같이 배출지점이 명확한 점오염원으로부터 배출되는 점오염물질과, 농경지, 목초지, 산림지, 건축현장, 광산, 쓰레기 매립장, 도로 및 산업현장 등과 같이 배출지점이 불특정, 불명확, 광범위한 비점오염원으로부터 배출되는 비점오염물질로 구분된다..

점오염물질의 경우에는, 수집이 쉽고, 계절 및 날씨에 따른 영향이 상대적으로 적은 만큼 연중 발생량 예측이 가능하므로 대부분 별도의 정화장치나 폐수처리시설이 설치되어 정화가 잘 이루어지고 있다.

반면에, 비점오염물질은 희석 및 확산 되면서 넓은 지역으로 배출되고, 강우 등 자연적 요인에 따른 배출량의 변화가 심하여 예측이 곤란하며, 수집이 어렵고 처리효율이 일정치 않아서 처리시설의 설계 및 유리관리가 어려운 문제점이 있다.

이러한 비점오염물질에는, 농작물에 흡수되지 않고 농경지에 남아있는 비료와 농약, 초지에 방목된 가축의 배설물, 가축사육 농가에서 배출되는 미처리 축산폐수, 빗물에 섞인 대기오염물질, 도로 노면의 퇴적물, 합류식 하수관거에서 강우시 설계량을 초과하여 월류되는 오수, 하수와 빗물의 혼합수 등이 포함된다.

이와 같은 비점오염물질이 지표면에 잔존해 있다가 강우시 빗물과 함께 하천, 내만, 호소 등의 공공수역이나 지하수로 흘러들어는 경우 수질을 오염시킬 뿐만 아니라 생태계를 파괴하는 주원인이 된다.

현재 우리나라의 전체 수질오염중 비점오염원이 차지하는 비율은 약 42% ~ 69%이며, 향후 몇 년 내에는 65% ~ 80%에 이를 것으로 예상되는 실정이다. 따라서, 수질관리 및 생태계 보호를 위해서 비점오염원 관리에 대한 중요성이 더욱 커지고 있으며, 도로, 교량 등의 건설시 노면 배수를 위해 정화장치를 반드시 설치하도록 시설기준상에 명시하고 있다.

이러한 비점오염원과 관련된 문제점을 해결하기 위해, 도로 및 교량에 설치되어 비점오염물질이 포함된 초기 우수를 정화처리하며 정화된 우수만을 하천으로 유출되도록 하는 방안이 종래의 "교량용 강우수 정화장치(등록특허 10-0539146)" 및 "비점오염 저감장치(등록특허 10-0913315)"에 구체적으로 공지되어 있다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 교량용 강우수 정화장치는, 본체(5)의 중심부에 중앙관(4)이 장착된 2중의 관 구조를 취하고, 상측 개구부가 제1유입구(4a)와 제2유입구(5a)를 형성하고 있으므로, 비교적 유량이 적은 초기 우수의 경우는 점선 화살표(a)가 나타낸 바와 같이 본체(5)와 중앙관(4)의 사이 공간이 형성하는 제1유입구(4a)를 통해 유입되고, 비교적 유량이 많은 지속 우수의 경우는 자유 월류에 의해 실선 화살표(b)가 나타낸 바와 같이 중앙관(4)의 상측 개구부인 제2유입구(5a)를 통해 유입된다.

제1유입구(4a)를 통해 유입된 초기우수는 정화부(6)에 설치된 필터 카트리지(7)를 통과하면서 정화되어, 필터 카트리지(7)의 하측에 형성된 제3유입구(5b)를 통해 중앙관(5)으로 유입된 후, 정화수 배출구(5c)를 통해 배출되며, 제2유입구(5a)를 통해 유입된 지속강우는 중앙관(5)을 통과하여 그대로 정화수 배출구(5c)를 통해 배출된다.

하지만, 종래의 교량용 강우수 정화장치는, 우수뿐만 아니라 토사, 슬러지와 같은 협잡물들이 함께 유입되어 필터 카트리지(7) 상면에 침전되기 때문에 우수가 정상적으로 유입되지 못하며, 결국 정화장치로서의 제 역할을 못하게 되는 문제점이 있다.

또한, 노면에서 유입되는 우수가 아닌 제2유입구(5a)의 상측으로부터 수직으로 떨어지는 우수는 제1유입구(4a)로 유입되지 못하고 그대로 제2유입구(5a)로 유입되어 정화되지 않은 상태로 배출되는 문제점이 있다.

한편, 종래의 비점오염 저감장치는, 초기우수와 지속강우를 정확히 구분하여 초기우수만이 필터를 통해 정화되도록 함과 동시에 지속강우는 월류 되도록 하여 필터의 과부하를 방지한다.

이는 내부 공간을 격벽으로 구획하여 일측은 초기우수가 통과되는 초기우수 통과부를 형성하며, 격벽 상에 월류수 통과공을 형성시켜 우수가 처리용량 이상으로 초기우수 통과부로 유입될 경우 월류수 통공을 통해 배출되도록 하는 본체와, 초기우수 통과부 내에 설치되고, 상부는 개방됨과 아울러 하부는 폐쇄 되어져 초기우수가 내측으로 유입되어 외측으로 배출되는 필터를 포함하고, 필터의 상부에는 초기우수가 상기 필터의 내측으로 유입되도록 하는 안내부가 형성되며, 필터의 내면에는 부구가 설치되어 초기우수의 유입량이 과다하게 되면 상기 안내부를 폐쇄하도록 하는 것이다.

하지만, 이러한 비점오염 저감장치는, 우수와 함께 필터 내측으로 유입되는 협잡물들이 부구의 상측에 지속적으로 침전되어, 협잡물에 의해 부구가 상승하지 못하며 결국 초기우수의 과다 유입시에도 안내부를 폐쇄하지 못하는 문제점이 있다.

한국등록특허 10-0539146 (2005. 12. 20) 한국등록특허 10-0913315 (2009. 08. 14)

본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위해, 우수에 포함되어 있는 협잡물이 침전될 별도의 공간을 마련하고, 침전된 협잡물이 재부상하는 것을 방지하며, 유입되는 우수의 양이 일정 이상 증가할 시 최소의 정화과정을 통해 우수를 신속하게 배출할 수 있는, 교량용 비점오염물질 처리장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 교량용 비점오염물질 처리장치는, 교량 일측에 탈착되는 본체와, 상기 본체 내부로 우수가 유입될 수 있도록 상기 본체 상면에 형성되는 유입부와, 상기 본체의 하면에 형성되어 상기 본체 내부의 우수를 외부로 배출하는 토출부와, 상면은 개방되고 측면은 밀폐되어 상기 본체의 내측 하면에 상기 토출부와 연통되어 구비되며, 침전공간이 형성될 수 있도록 상기 본체의 내측면과 이격되어 위치하는 구획부와, 상면은 밀폐되고 측면 및 하면은 타공망으로 이루어져 상기 구획부 상면에 구비되는 다단필터부와, 하면은 밀폐되고 적어도 측면은 타공망으로 이루어져 상기 다단필터부 상면에 구비되는 월류부와, 상기 다단필터부 또는 상기 월류부 외측에서 상기 본체 방향으로 하향경사지게 구비되는 제1경사부와, 상기 본체 내측면에서 상기 다단필터부 방향으로 하향경사지게 구비되는 제2경사부를 포함하는 재부상방지부 및 적어도 상기 월류부 및 다단필터부를 관통하며 구비되되, 상기 월류부와 접하는 측면은 우수의 배출을 안내할 수 있도록 타공망으로 이루어지고, 상기 다단필터와 접하는 측면은 우수의 유입을 차단할 수 있도록 밀폐되는 배출관을 포함하며, 상기 제1경사부 및 제2경사부는 서로 다른 높이에서 일부분이 교차하도록 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기 다단필터부의 내측에는 여과재가 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기 월류부 및 배출관에 형성된 홀은 상기 다단필터부에 형성된 홀보다 직경이 큰 것을 특징으로 한다.

상기 월류부 또는 배출관 중 적어도 하나에는 일 방향으로 경사지며 관통된 복수 개의 슬릿이 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 본체 내측 하면 및 상기 구획부 상면, 상기 다단필터부 상면에는 위치를 고정시키는 리브 또는 홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 하기와 같은 다양한 효과가 있다.

첫째, 본 발명은 우수와 함께 유입되는 협잡물을 별도의 공간에 침전시킴으로써 우수가 유입되는 통로를 확보할 수 있다.

둘째, 본 발명은 침전된 협잡물이 부상되는 것을 방지하여 협잡물이 우수와 함께 배출되는 것을 차단한다.

셋째, 본 발명은 다단필터부와 함께 다양한 여과재를 동시에 사용 가능하여 우수의 성상에 따라 정화효과를 극대화시킬 수 있다.

넷째, 본 발명은 유입되는 우수의 양이 한계 수위를 초과하여도 내부의 우수가 신속하게 배출됨으로써 우수의 역류를 예방할 수 있다.

도 1은 종래의 등록특허 10-0539146에 개시된 정화장치가 교량 관통공에 장착된 상태를 나타낸 도면,
도 2는 종래의 등록특허 10-0539146에 개시된 교량용 강우수 정화장치를 나타낸 도면,
도 3은 본 발명에 따른 교량용 비점오염물질 처리장치의 외부를 나타낸 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 교량용 비점오염물질 처리장치의 내부를 나타낸 사시도,
도 5는 본 발명에 따른 교량용 비점오염물질 처리장치의 내부를 나타낸 단면 사시도,
도 6은 본 발명에 따른 교량용 비점오염물질 처리장치의 초기 우수시 작동상태를 나타낸 사시도,
도 7은 본 발명에 따른 교량용 비점오염물질 처리장치의 우수량 한계 초과시 작동상태를 나타낸 사시도이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 설명하며, 배경기술 및 이미 설명한 구성의 도면번호는 특별한 언급이 없다면 동일하게 적용된다.

이하에서 설명되는 본 발명의 교량용 비점오염물질 처리장치에 관한 설명은 본 발명의 바람직한 실시예로서, 그 실시예에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현할 수 있다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 교량용 비점오염물질 처리장치는, 본체(100), 유입부(200), 토출부(300), 구획부(400), 다단필터부(600), 월류부(700), 재부상방지부(800) 및 배출관(900)을 포함한다.

본체(100)는, 원통형으로 형성되어 교량 일측에 탈착되는 것으로, 유지관리가 용이하도록 상면 또는 하면은 개폐가능하게 구비된다. 이러한 본체(100)는 교량의 상면 또는 하면, 측면 등 다양한 곳에 구비될 수 있다.

유입부(200)는, 유로가 형성되어 본체(100) 내부로 우수가 유입되는 곳으로, 본체(100) 상면에 형성된다. 이때, 유입부(200)의 직경은 본체(100) 내부에 저장가능한 우수의 양과, 후술하는 토출부(300)의 직경에 따라 결정하는 것이 바람직하며, 그 위치는 유입된 우수가 정화되지 못한 상태로 후술하는 배출관(900)을 통해 배출되는 것을 방지하기 위해 본체(100)의 외측 방향에 위치하는 것이 바람직하다.

토출부(300)는, 본체(100) 내부에서 정화된 우수가 최종적으로 외부로 배출되는 곳으로, 본체(100)의 하면에 형성되며 후술하는 구획부(400)와 연통되어 형성된다.

이렇게 구획부(400)와 토출부(300)가 연통됨으로써 구획부(400)로 유입되는 우수가 토출부(300)를 통해 외부로 배출된다.

구획부(400)는, 우수에 포함된 협잡물이 침전되는 침전공간(500)을 형성함과 동시에 내부에는 후술하는 다단필터부(600) 및 월류부(700)를 통해 유입된 우수가 일시적으로 저장되어 토출부(300)를 통해 배출되는 곳으로, 본체(100)와 구획부(400) 사이에 침전공간(500)이 형성될 수 있도록 본체(100)의 내측면과 이격되어 본체(100)의 내측 하면에 구비된다.

이러한 구획부(400)는 후술하는 다단필터부(600)로부터 정화된 우수가 유입될 수 있도록 상면이 개방되며, 침전공간(500)에 있는 협잡물 및 우수가 유입되지 않도록 측면은 밀폐되어 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 다단필터부(600)는, 유입부(200)를 통해 유입된 우수 중 협잡물은 제외하고 우수만 선택적으로 통과시켜 정화한 후 구획부(400) 측으로 배출하는 곳으로, 구획부(400) 상면에 구비된다.

이러한 다단필터부(600)는 후술하는 월류부(700)로부터 우수가 유입되는 것을 방지하기 위해 상면이 밀폐되며, 협잡물을 필터링하면서 우수를 받아들이기 위해 그 측면은 타공망으로 이루진다.

또한, 다단필터부(600)의 내측을 통과한 우수가 구획부(400)로 유입될 수 있도록 그 하면 역시 타공망으로 이루어지며, 하면과 측면에 형성된 홀은 필터링할 협잡물의 크기에 따라 다양한 직경 및 서로 다른 직경으로 형성될 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 이러한 다단필터부(600)는 측면 또는 상/하면을 개폐가능하게 구비한 후 그 내측에 여과재(610)를 구비할 수 있으며, 여과재(610)는 유입되는 우수의 성상에 따라 단수 또는 복수 개로 구비하여 적층하는 것도 가능하다.

도 7에 도시된 바와 같이, 월류부(700)는, 본체(100) 내부에 유입된 우수의 양이 폭우 또는 지속강우로 인해 다단필터부(600)의 높이를 초과할 시 유입된 우수가 유입부(200) 외측으로 역류하거나, 정화기능이 상실되는 것을 방지하는 것으로, 우수가 유입될 수 있도록 적어도 측면이 타공망으로 이루어지며, 상술한 다단필터부(600)로 우수가 유입되는 것을 방지할 수 있도록 하면이 밀폐되어 다단필터부(600)의 상면에 구비된다.

이러한 월류부(700)는, 측면뿐만 아니라 상면 역시 타공망으로 이루어져 상면을 통해서도 우수가 유입될 수 있도록 하며, 측면 및 상면에 형성된 홀의 직경을 조절하여 협잡물의 유입을 방지하는 것이 바람직하다.

또한, 월류부(700)의 기능이 본체(100) 내부에 우수가 한계 이상으로 유입될 시 우수를 신속하게 배출하기 위한 것이므로, 협잡물을 미세하게 걸러내는 것보다 필터링 효과는 감소시키되 우수가 신속히 배출될 수 있도록 구비하는 것이 더 바람직할 것이다.

따라서, 월류부(700)에 형성된 홀의 직경은 다단필터부(600)에 형성된 홀의 직경보다 더 크게 형성하여 우수의 유입을 용이하게 하는 것이 바람직하다.

재부상방지부(800)는, 침전공간(500)에 침전된 협잡물이 부상되어 월류부(700) 측으로 유입되는 것을 방지하는 것으로, 다단필터부(600) 또는 월류부(700) 외측에서 본체(100) 방향으로 하향경사지게 구비되는 제1경사부(810)와, 본체(100) 내측면에서 다단필터부(600) 방향으로 하향경사지게 구비되는 제2경사부(820)를 포함하며, 복수 개 구비하는 것도 가능하다.

이러한 제1경사부(810) 및 제2경사부(820)는 유입되는 우수의 흐름을 유도함과 동시에 유속을 감소시키고 협잡물이 부상되는 것을 효과적으로 방지하기 위해, 서로 다른 높이에서 일부분이 교차하도록 구비되는 것이 바람직하다.

배출관(900)은, 월류부(700)를 통해 유입된 우수를 구획부(400)까지 이동시키는 통로로서, 월류부(700) 및 다단필터부(600)를 관통하며 구비된다. 이러한 배출관(900)은 구획부(400)도 함께 관통하여 배출관(900)과 연통되는 것도 가능하며, 이때는 구획부(400) 측에 위치한 배출관(900)의 측면에 별도의 홀을 형성하여야 다단필터부(600)를 통해 구획부(400) 측으로 유입된 우수가 정상적으로 배출될 수 있을 것이다.

또한, 월류부(700)를 통해 유입된 우수가 배출될 수 있도록 월류부(700)와 접하는 측면은 타공망으로 이루어지는 것이 바람직하며, 다단필터부(600) 측으로 유입된 우수가 배출관(900)으로 유입되는 것을 방지하기 위해 다단필터부(600)와 접하는 측면은 밀폐되는 것이 바람직하다.

이때, 배출관(900)은 월류부(700)의 상면까지 관통하며 구비되기 때문에 본체(100) 내부의 수위가 월류부(700)의 높이보다 높아지면 배출관(900)의 끝단부를 통해 신속하게 배출된다.

상술한 월류부(700)와 접하는 배출관(900)의 측면과 월류부(700)의 외측면은 타공망으로 이루어지되, 원형의 홀을 형성하는 것도 가능하지만 일 방향으로 경사지는 복수 개의 슬릿(710)을 일정 간격으로 형성하는 것도 가능하다.

이렇게 일 방향으로 경사지는 슬릿(710)이 복수 개 형성되면, 월류부(700) 및 배출관(900)을 통해 우수가 유입 및 배출될 때 일 방향으로 회전, 즉, 회오리를 형성하며 유입 및 배출된다.

이러한 우수의 회전에 의해 물이 배출되는 속도가 증가하여 폭우 시 본체(100) 내부의 우수를 신속히 외부로 배출할 수 있다.

한편, 본체(100) 내측 하면에는 구획부(400)의 위치를 고정시키는 리브(950) 또는 홈이 형성되고, 구획부(400) 상면에는 다단필터부(600)를 고정시키는 리브(950) 또는 홈이 형성되며, 다단필터부(600)의 상면에는 월류부(700)를 고정시키는 리브(950) 또는 홈이 형성될 수 있다.

이렇게 리브(950) 또는 홈이 형성됨으로써 조립 및 분해가 용이해지며, 내부에 우수가 유입되어도 각 부분이 유동하지 않고 견고하게 지지된다.

상기에서 본 발명을 바람직한 실시예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.

100 : 본체 200 : 유입부
300 : 토출부 400 : 구획부
500 : 침전공간 600 : 다단필터부
610 : 여과재 700 : 월류부
710 : 슬릿 800 : 재부상방지부
810 : 제1경사부 820 : 제2경사부
900 : 배출관 950 : 리브

Claims (5)

1. 교량 일측에 탈착되는 본체;
   상기 본체 내부로 우수가 유입될 수 있도록 상기 본체 상면에 형성되는 유입부;
   상기 본체의 하면에 형성되어 상기 본체 내부의 우수를 외부로 배출하는 토출부;
   상면은 개방되고 측면은 밀폐되어 상기 본체의 내측 하면에 상기 토출부와 연통되어 구비되며, 침전공간이 형성될 수 있도록 상기 본체의 내측면과 이격되어 위치하는 구획부;
   상면은 밀폐되고 측면 및 하면은 타공망으로 이루어져 상기 구획부 상면에 구비되는 다단필터부;
   하면은 밀폐되고 적어도 측면은 타공망으로 이루어져 상기 다단필터부 상면에 구비되는 월류부;
   상기 다단필터부 또는 상기 월류부 외측에서 상기 본체 방향으로 하향경사지게 구비되는 제1경사부와, 상기 본체 내측면에서 상기 다단필터부 방향으로 하향경사지게 구비되는 제2경사부를 포함하는 재부상방지부; 및
   적어도 상기 월류부 및 다단필터부를 관통하며 구비되되, 상기 월류부와 접하는 측면은 우수의 배출을 안내할 수 있도록 타공망으로 이루어지고, 상기 다단필터와 접하는 측면은 우수의 유입을 차단할 수 있도록 밀폐되는 배출관을 포함하며,
   상기 제1경사부 및 제2경사부는 서로 다른 높이에서 일부분이 교차하도록 구비되는 것을 특징으로 하는, 교량용 비점오염물질 처리장치.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 다단필터부의 내측에는 여과재가 구비되는 것을 특징으로 하는, 교량용 비점오염물질 처리장치.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 월류부 및 배출관에 형성된 홀은 상기 다단필터부에 형성된 홀보다 직경이 큰 것을 특징으로 하는, 교량용 비점오염물질 처리장치.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 월류부 또는 배출관 중 적어도 하나에는 일 방향으로 경사지며 관통된 복수 개의 슬릿이 형성되는 것을 특징으로 하는, 교량용 비점오염물질 처리장치.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 본체 내측 하면 및 상기 구획부 상면, 상기 다단필터부 상면에는 위치를 고정시키는 리브 또는 홈이 형성되는 것을 특징으로 하는, 교량용 비점오염물질 처리장치.

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